JP2022528661A - 関節屈曲プレナム - Google Patents

Abstract

関節屈曲プレナム（１）は、拘束手段（１７）によって保たれた密閉ボールジョイントリンク（１６）で終わる吸気管（３）を形成し、当該プレナム（１）は、熱源（３９）を膨張シリンダ（３２）に接続し、プレナム入口オリフィス（４）、弁座部（９）を受容するプレナム出口オリフィス（６）、および弁（１０）を制御する吸気弁アクチュエータ（５０）を受容するアクチュエータオリフィス（８）を備え、弁（１０）は、弁座部（９）と係合して吸気管（３）を閉じる。【選択図】図１

Description

本発明は、関節屈曲プレナムに関し、特に本出願人が保有する特許ＷＯ２０１６／１２０５６０に従って、伝達－膨張－再生燃焼エンジンを強化することを意図した関節屈曲プレナムに関し、当該特許は、２０１６年８月５日に第３０３２２３６号で公開されたフランス特許に起因する。

より詳細には、本発明による関節屈曲プレナムは、これも本出願人が保有する特許ＷＯ２０１７／０４６４７９に従って、適応型支持体を備えた二段作動膨張シリンダと有利に組み合わせることができる。

特許ＷＯ２０１７／０４６４７９は、特許ＷＯ２０１６／１２０５６０による伝達－膨張－再生燃焼エンジンに含まれるシリンダバレル、下部シリンダヘッド、および上部シリンダヘッドから形成された剛性アセンブリが、これが装着されている変速機ケーシングに対する温度の影響下で、当該シリンダバレル内で移動するピストンの適切な機能を損なうことなく、自由に膨張することを可能にする。

特許ＷＯ２０１６／１２０５６０およびＷＯ２０１７／０４６４７９に加えて、本発明による関節屈曲プレナムは、再生冷却システムから構成される特許ＷＯ２０１８／１５４２１４による本発明との組み合わせにおいて特に着目されている。当該システムは、特許ＷＯ２０１６／１２０５６０による伝達－膨張－再生燃焼エンジンをも強化するものであり、当該システムが、鋳鉄またはステンレス鋼との適合性を保ったまま、当該アセンブリを摂氏７００度程度の最大温度に維持するのに好適であるため、これらの材料で作製された当該エンジンのシリンダバレル、下部シリンダヘッド、および上部シリンダヘッドから形成された剛性アセンブリを製造するのに特に好適である。

本発明による関節屈曲プレナムはまた、本出願人が保有する２０１７年１０月２日のフランス特許出願第１７５９２０６号の主題と有利に組み合わされる。本出願は、特許ＷＯ２０１６／１２０５６０に従って、好ましくは特許ＷＯ２０１７／０４６４７９の主題によって強化されたそのバージョンで、伝達－膨張－再生燃焼エンジンに有利に適用される油圧再生弁アクチュエータを記載する。

フランス特許出願第１７５９２０６号には、下部膨張シリンダヘッドおよび上部膨張シリンダヘッドは、これらが係合するシリンダヘッド上の板当接部を介して、一方では、下部膨張シリンダヘッドの場合には下部カートリッジ拘束板によって、他方では、上部膨張シリンダヘッドの場合には上部カートリッジ拘束板によって押圧されたアクチュエータカートリッジを各々受容することができ、当該板は、板タイロッドによって互いにより近くに移動される傾向にあることが特に記載されている。

しかしながら、特許ＷＯ２０１７／０４６４７９およびフランス特許出願第１７５９２０６号では、高温ガスを搬送する伝達－膨張－再生エンジンの吸気管が、当該エンジンの下部シリンダヘッドおよび上部シリンダヘッドに統合されていることを示唆しており、この吸気管は、特許ＷＯ２０１８／１５４２１４によれば、摂氏７００度程度の温度に維持された鋳鉄またはステンレス鋼で有利に作製されている。

伝達－膨張－再生エンジンの吸気管は、冷却を回避する必要がある高温ガスを搬送するため、より高い温度にすることができると有利であることに留意されたい。明らかに、この温度は、当該ガスの温度、すなわち、例えば、摂氏１，３００度にできるだけ近いものにするべきである。実際に、当該管の温度が、管内に搬送されるガスの温度と等しい場合、当該ガスは、当該管に熱を伝達することができない。ガスと管との間の熱伝達を最小にすることは、伝達－膨張－再生エンジンの最終エネルギー効率にとって好都合である。

また、特許ＷＯ２０１７／０４６４７９では、実際に、伝達－膨張－再生エンジンのシリンダバレル、下部シリンダヘッド、および上部シリンダヘッドから形成された剛性アセンブリが、これが装着されている変速機ケーシングに対して自由に膨張することを可能にすることにも留意されたい。しかしながら、当該特許では、当該エンジンの吸気管が、例えば、バーナから構成され得るその熱源にどのように接続されるかは明記されていない。しかしながら、当該エンジンの下部シリンダヘッドおよび上部シリンダヘッドのそれぞれの吸気管間の距離は、シリンダバレル、下部シリンダヘッド、および上部シリンダヘッドから形成される剛性アセンブリの膨張により著しく変化する傾向がある。

同様に、油圧再生弁アクチュエータについて記載するフランス特許出願第１７５９２０６号では、伝達－膨張－再生燃焼エンジンの膨張シリンダアセンブリ上に取り付けられたアクチュエータカートリッジを想定しており、当該カートリッジは、下部膨張シリンダヘッド、または上部膨張シリンダヘッドのいずれかに収容された弁ケージを含む。この文脈では、吸気管を開閉するのに好適な弁は、弁座部を収容する当該ケージ内で直接的または間接的に誘導することができ、弁座部および／または当該弁を誘導する弁ケージの一部は、熱伝達流体が循環する弁冷却回路によって冷却されるのに好適である。

したがって、低温に維持されたケージは、吸気管内を循環するガスを高温にするための熱交換表面積を提供する。したがって、この構成は、当該ガスの冷却に有利に働き、よって、伝達－膨張－再生モータの最終エネルギー効率に悪影響を及ぼす。

これらの知見に基づいて、上述の様々な発明および発明の組み合わせの固有の欠点を修正するために、本発明による関節屈曲プレナムは、

伝達－膨張－再生エンジンの吸気管を、一方では、これらが係合する下部シリンダヘッドまたは上部シリンダヘッドに対して、他方では、熱源に対して、一方では、当該エンジンのシリンダバレル、下部シリンダヘッド、および上部シリンダヘッドから形成された剛体アセンブリが、他方では、熱源が、当該吸気管がこれらを防止することなく、また当該管に機械的な応力を付与することなく、互いに対して自由に膨張することができるように、密閉的な方法で、かつ、三次元デカルト座標系の３つの軸に沿って機械的に結合解除することと、

伝達－膨張－再生エンジンの吸気管を、高温に適合する材料で作製することであって、当該材料は、任意選択で有利には、当該エンジンのシリンダバレル、下部シリンダヘッドおよび上部シリンダヘッドを形成する材料とは異なり、この戦略は、当該吸気管内を循環する高温ガスの冷却を最小にするのに役立つ、作製することと、

フランス特許出願第１７５９２０６号に記載されているものと同様のアクチュエータカートリッジを、当該吸気管内を循環する高温ガスを冷却する傾向がある弁ケージを使用することなく、受容し、含み、かつ、熱的および密閉的に絶縁することと、

高温で動作する吸気弁を収容することであって、当該吸気管内を循環する高温ガスの冷却を最小にするのに役立つ、収容することと、

吸気管に対して当該弁を制御するアクチュエータカートリッジの相対的な位置に関係なく、吸気弁の完全な動作および密閉性を保つことができることであって、当該位置は、当該カートリッジの膨張に対して、また、当該吸気管の膨張に対して、当該弁の膨張に従って可変である、保つことができることと、に好適である。

本発明による関節屈曲プレナムは、主に、本出願人が保有する特許ＷＯ２０１６／１２０５６０による伝達－膨張－再生燃焼エンジンを対象としていることが理解される。

しかしながら、当該プレナムはまた、高温になった任意のガス管に制限なく適用されてもよく、当該管の開閉は、弁によって制御され、当該管を相互接続する構成要素は、互いに対して膨張および移動するのに好適である。

本発明による関節屈曲プレナムは、二段作動膨張ピストンが膨張シリンダ内を移動する伝達－膨張－再生燃焼エンジン用に想定されており、膨張シリンダは、上部膨張シリンダヘッドおよび下部膨張シリンダヘッドと一緒になって膨張シリンダヘッドアセンブリを形成し、当該エンジンは、作動ガスを圧縮してからこれを再生熱交換器に排出する圧縮機を備え、当該ガスは予熱される一方、当該交換器を出ると、当該ガスは、膨張シリンダ内で膨張され、動力出力シャフトへの作用をもたらすために、熱源によって過熱されてから、バーナ出口管、続いて吸気管、および吸気弁アクチュエータによって制御される吸気弁を介して、膨張シリンダに導入され、当該ガスは、その後、その熱の一部を、その内部で予熱される当該交換器に流入する作動ガスに伝達することによってその内部で冷却されるために、膨張シリンダから排出されてから再生熱交換器に再導入され、当該プレナムは、

吸気管を形成し、熱源と連通するプレナム入口オリフィス、上部膨張シリンダヘッドまたは下部膨張シリンダヘッドのいずれかを介して膨張シリンダに開口しているプレナム出口オリフィス、および吸気弁アクチュエータを受容するアクチュエータオリフィスを含む、中空のプレナム本体と、

プレナム入口オリフィスのレベルに提供されるバーナ側の截頭球形端部であって、当該端部は、バーナ出口管の外側に設けられたバーナ側の相補的な截頭球形面と密閉ボールジョイントリンクを形成する、截頭球形端部と、

プレナム出口オリフィスのレベルに提供されるシリンダヘッド側の截頭球形端部であって、当該端部は、上部膨張シリンダヘッドまたは下部膨張シリンダヘッドの外側に設けられたシリンダヘッド側の相補的な截頭球形面と密閉ボールジョイントリンクを形成する、截頭球形端部と、

プレナム出口オリフィスの近くに設けられた弁座部であって、吸気弁は、当該オリフィスを閉じるために当該座部上に載置することができる、弁座部と、

拘束手段であって、一方では、バーナ側の相補的な截頭球形面に対してバーナ側の截頭球形端部の押圧を維持し、他方では、シリンダヘッド側の相補的な截頭球形面に対してシリンダヘッド側の截頭球形端部の押圧を維持する、拘束手段と、を備える。

本発明による関節屈曲プレナムは、吸気弁の端部に設けられた弁側の截頭球形軸受領域と係合する、座部側の相補的な截頭球形面を有する弁座部を含み、当該表面および当該軸受領域は、これらが互いに接触したときに密閉ボールジョイントリンクを形成する。

本発明による関節屈曲プレナムは、吸気弁アクチュエータ内に収容された上部弁ステム誘導ボールジョイント内で、またはこれとともに、その長手方向軸に沿って並進して移動することができる弁ステムを含む吸気弁を含み、当該ボールジョイントは、当該弁が当該アクチュエータに対して制限角度に従って弁自体を配向することを可能にする。

本発明による関節屈曲プレナムは、吸気弁アクチュエータ内に収容された位置記憶弁ステムシール搬送体において、その長手方向軸に沿って並進して移動することができる弁ステムを含み、当該シール搬送体は、当該アクチュエータに対して半径方向に移動することができ、当該シール搬送体と当該弁ステムとの間に密閉性を形成する弁ステムシールを含み、一方、当該シール搬送体はまた、当該シール搬送体と吸気弁アクチュエータとの間に密閉性を形成するシール搬送体シールも含む。

本発明による関節屈曲プレナムは、弁ステムシール搬送体ばねによって吸気弁アクチュエータに対して押圧が維持される位置記憶弁ステムシール搬送体を備える。

本発明による関節屈曲プレナムは、一方では、プレナム本体と、他方では、吸気弁アクチュエータとの密閉性および中心性をもたらす熱分離スペーサを介して吸気弁アクチュエータを受容するプレナム本体を備える。

本発明による関節屈曲プレナムは、少なくとも１つの板タイロッドによって、かつ、少なくとも１つの板当接部を介して、吸気弁アクチュエータに対して押圧が維持された少なくとも１つのアクチュエータ拘束板から構成される拘束手段を備え、その結果、当該アクチュエータは、次に、アクチュエータオリフィスに含まれるアクチュエータ軸受面を介してプレナム本体に対して押圧が維持され、バーナ側の截頭球形端部は、バーナ側の相補的な截頭球形面に対して押圧が維持され、かつ／または、シリンダヘッド側の截頭球形端部は、シリンダヘッド側の相補的な截頭球形面に対して押圧が維持される。

本発明による関節屈曲プレナムは、プレナム入口オリフィスの近くで、およびその方向で、少なくとも１つのバイス軸受面を介して、プレナム本体上で直接的または間接的に押圧する、バーナ側の少なくとも１つのプレナム拘束バイスから構成される拘束手段を備える。

非限定的な実施例として付与される添付の図面に関する以下の説明では、本発明、その特徴、および提供するべき利点をより良好に理解することができる。

本出願人が保有する特許ＷＯ２０１６／１２０５６０による伝達－膨張－再生燃焼エンジンに使用される、本発明による関節屈曲プレナムの概略断面図であり、当該プレナムは、油圧再生弁アクチュエータを収容し、弁は、本発明による関節屈曲プレナムによって想定される様々な配置によって、当該プレナムに適合され、バーナ側のプレナム拘束バイスは、拘束手段によって取り付けられることが示されている。

本出願人が保有する特許ＷＯ２０１６／１２０５６０による伝達－膨張－再生燃焼エンジンに使用される、本発明による関節屈曲プレナムの三次元図であり、当該プレナムは、油圧再生弁アクチュエータを収容し、弁は、本発明による関節屈曲プレナムによって想定される様々な配置によって、当該プレナムに適合される。

２つの膨張シリンダヘッドアセンブリを備え、各アセンブリが、２つの本発明による関節屈曲プレナムを受容する、本出願人が保有する特許ＷＯ２０１６／１２０５６０による伝達－膨張－再生燃焼エンジンの三次元全体図である。

本発明の説明：
図１～図３では、関節屈曲プレナム１、その構成要素の様々な詳細、その代替実施形態、およびその付属品が示されている。

図３に例示されるように、関節屈曲プレナム１は、二段作動膨張ピストン３１が膨張シリンダ３２内で移動し、膨張シリンダ３２は、上部膨張シリンダヘッド３３および下部膨張シリンダヘッド３４と一緒になって膨張シリンダヘッドアセンブリ３５を形成する、伝達－膨張－再生燃焼エンジン３０を特に想定している。

図３では、伝達－膨張－再生燃焼エンジン３０は、作動ガス３７を圧縮して、再生熱交換器３８に排出する圧縮機３６を備え、当該ガス３７は、予熱される一方、当該交換器３８を出ると、当該ガス３７は熱源３９によって過熱されることが分かる。

熱源３９を出ると、作動ガス３７は、膨張シリンダ３２内で膨張され、動力出力シャフト４０への作用をもたらすために、バーナ出口管４６、続いて吸気管３、および膨張シリンダ３２内の吸気弁アクチュエータ５０によって制御される吸気弁１０を介して導入される。

その後、作動ガス３７は、再生熱交換器３８に流入してその中で予熱される作動ガス３７にその熱の一部を伝達することによって当該交換器３８内で冷却されるために、膨張シリンダ３２から排出されてから、当該交換器３８に再導入される。

図１～図３に示されるように、本発明による関節屈曲プレナム１は、炭化ケイ素などの高温に耐性のある硬質材料で有利に作製することができる中空のプレナム本体２を有する。

当該プレナム本体２は、伝達－膨張－再生燃焼エンジン３０の吸気管３を形成し、熱源３９と連通するプレナム入口オリフィス４、上部膨張シリンダヘッド３３または下部膨張シリンダヘッド３４のいずれかを介して膨張シリンダ３２に開口しているプレナム出口オリフィス６、および吸気弁アクチュエータ５０を受容するアクチュエータオリフィス８を備える。

図１および図２に特に例示されるように、本発明による関節屈曲プレナム１はまた、プレナム入口オリフィス４のレベルに提供されるバーナ側の截頭球形端部５を有し、当該端部５は、バーナ出口管４６の外側に提供されるバーナ側の相補的な截頭球形面１４と密閉ボールジョイントリンク１６を形成し、密閉ボールジョイントリンク１６は、炭化ケイ素などの高温に耐性のある硬質材料で作製することができる。

有利には、バーナ側の截頭球形端部５またはバーナ側の相補的な截頭球形面１４のいずれかは、当該端部５と当該表面１４との間の接触領域ではなく、接触線に有利に働くように、球形ではない円錐形を有することができることに留意されたい。この場合、メス部は円錐形でなければならないことに留意されたい。

図１および図２はまた、本発明による関節屈曲プレナム１が、プレナム出口オリフィス６のレベルに提供されるシリンダヘッド側の截頭球形端部７も有し、当該端部７は、上部膨張シリンダヘッド３３または下部膨張シリンダヘッド３４の外側に提供されるシリンダヘッド側の相補的な截頭球形面１５と密閉ボールジョイントリンク１６を形成することを例示する。

有利には、シリンダヘッド側の截頭球形端部７またはシリンダヘッド側の相補的な截頭球形面１５は、当該端部７と当該表面１５との間の接触領域ではなく、接触線に有利に働くように、球形ではない円錐形を有することができることに留意されたい。この場合、メス部は円錐形でなければならないことに留意されたい。

本発明による関節屈曲プレナム１はまた、図１および図２で特に視認可能な弁座部９を含み、当該座部９は、プレナム出口オリフィス６の近くに設けられており、一方、吸気弁１０は、熱源３９からの作動ガス３７が膨張シリンダ３２に流入するのを防止するように、当該オリフィス６を閉じるために当該座部９上に載置することができる。

有利には、吸気弁１０は、炭化ケイ素などの高温に耐性のある硬質材料で作製することができることに留意されたい。

最後に、図１～図３に示されるように、本発明による関節屈曲プレナム１は、一方では、バーナ側の相補的な截頭球形面１４に対してバーナ側の截頭球形端部５の押圧を維持し、他方では、シリンダヘッド側の相補的な截頭球形面１５に対してシリンダヘッド側の截頭球形端部７の押圧を維持する拘束手段１７を含む。

本発明による関節屈曲プレナム１の特定の実施形態によれば、弁座部９は、吸気弁１０の端部に設けられた弁側１９の截頭球形軸受領域と係合する、座部側１８の相補的な截頭球形面を有することができる。

この場合、当該表面１８および当該軸受領域１９は、これらが、すべての場合で、係合する弁座部９との密閉性をもたらしながら、吸気弁１０が関節屈曲プレナム１に対して制限角度に従って配向され得るように互いに接触するときに、密閉ボールジョイントリンク１６を形成する。

有利には、座部側１８の相補的な截頭球形面は、これ自体と弁側１９の截頭球形軸受領域との間の接触領域ではなく、接触線に有利に働くように、球形ではない円錐形とすることができることに留意されたい。

図１および図２に明確に示されるように、吸気弁１０は、吸気管アクチュエータ５０内に収容された上部弁ステム誘導ボールジョイント６６内で、またはこれとともに、その長手方向軸に沿って並進して移動することができる弁ステム１１を含むことができ、当該ボールジョイント６６は、当該弁１０が当該アクチュエータ５０に対して制限角度に従って弁自体を配向することを可能にする。

この代替実施形態によれば、弁ステム１１は、図１および図２に示される位置記憶弁ステムシール搬送体６７において、その長手方向軸に沿って並進して移動することができる。当該シール搬送体６７は、吸気弁アクチュエータ５０内に収容され、当該アクチュエータ５０に対して半径方向に移動することができる。

当該シール搬送体６７は、当該シール搬送体６７と弁ステム１１との間に密閉性を形成する弁ステムシール７４を有利に含むことができ、一方、当該シール搬送体６７はまた、当該シール搬送体６７と吸気弁アクチュエータ５０との間に密閉性を形成するシール搬送体シール７５も含むことができる。

位置記憶弁ステムシール搬送体６７は、弾性ワッシャ、つる巻ばね、または当業者に既知の任意の他の種類のばねの積み重ねから構成され得る弁ステムシール搬送体ばね６８によって、吸気弁アクチュエータ５０に対して押圧を維持できることが、図１および図２で確認される。

当該ばね６８によって当該シール搬送体６７に印加される押圧荷重は、弁ステム１１がその上に十分な強度の半径方向荷重を付与するときに、吸気弁アクチュエータ５０が移動するのを防止することなく、吸気弁アクチュエータ５０に対して、当該シール搬送体６７を摩擦によって所定の位置に保つ傾向があることが確認される。

本発明による関節屈曲プレナム１の代替実施形態として、図１～図３では、プレナム本体２が、一方ではプレナム本体２と、他方では吸気弁アクチュエータ５０との密閉性および中心性をもたらす熱分離スペーサ１３を介して吸気弁アクチュエータ５０を受容することができることが示されている。

有利には、熱分離スペーサ１３は、酸化ジルコニウムなどの低い熱伝導性材料で作製されている。

特に図１および図２では、熱分離スペーサ１３の下部が、作動ガス３７によって放出される熱から吸気弁アクチュエータ５０を保護する熱スペーサスクリーン２０を形成することができ、作動ガス３７は、プレナム本体２によって形成される吸気管３内で高温で循環することが確認される。

熱スペーサスクリーン２０によって形成される吸気弁アクチュエータ５０の熱保護は、図１および図２で特に視認可能なアクチュエータ本体冷却回路６９に追加または置き換えることができ、アクチュエータ本体冷却回路６９は、吸気弁アクチュエータ５０の下部に含まれ得ることに留意されたい。

図１～図３では、保持手段１７は、少なくとも１つの板タイロッド４３によって、および少なくとも１つの板当接部４２を介して、吸気弁アクチュエータ５０に対して押圧が維持される少なくとも１つのアクチュエータ拘束板４１から構成され得ることが示されている。

したがって、吸気弁アクチュエータ５０は、アクチュエータオリフィス８のアクチュエータ軸受面１２によってプレナム本体２に対して押圧が維持され、一方、バーナ側の截頭球形端部５は、バーナ側の相補的な截頭球形面１４に対して押圧が維持され、かつ／またはシリンダヘッド側の截頭球形端部７は、シリンダヘッド側の相補的な截頭球形面１５に対して押圧が維持される。

図１～図３に示されるように、板当接部４２は、固定され得るか、関節屈曲され得るか、または１つ以上の介在部もしくは並列部から構成され得ることが確認される。図３では、２つのアクチュエータ拘束板４１は、板タイロッド４３によって相互接続することができ、第１の当該板４１は、上部膨張シリンダヘッド３３と係合する第１の関節屈曲プレナム１に対して第１の吸気弁アクチュエータ５０の押圧を維持し、一方、第２の当該板４１は、下部膨張シリンダヘッド３４と係合する第２の関節屈曲プレナム１に対して第２の吸気弁アクチュエータ５０の押圧を維持することがさらに確認される。

図１では、拘束手段１７がまた、プレナム入口オリフィス４の近くで、およびその方向で、少なくとも１つのバイス軸受面６５を介して、プレナム本体２上で直接的または間接的に押圧する、バーナ側の少なくとも１つのプレナム拘束バイス７１から構成され得ることを示している。

バーナ側の同じプレナム拘束バイス７１は、２つの関節屈曲プレナム１のバーナ側のそれぞれの截頭球形端部５を、これらが係合するバーナ側の相補的な截頭球形面１４に対して同時に押圧し、第１の関節屈曲プレナム１は上部膨張シリンダヘッド３３と係合し、一方、第２の関節屈曲プレナム１は下部膨張シリンダヘッド３４と係合することが想定できることに留意されたい。

図１に特に例示されるように、プレナム拘束バイスが係合する関節屈曲プレナム１上のバーナ側のプレナム拘束バイス７１によって印加される拘束荷重は、プレナム拘束バイスばね７２を備えるバイス荷重設定ナット７３を使用して有利に設定できることが確認される。

本発明の動作：
本発明による関節屈曲プレナム１の動作は、図１～図３の観点から容易に理解される。

当該動作を詳細に説明するために、関節屈曲プレナム１は、本出願人が保有する特許ＷＯ２０１６／１２０５６０に従って、伝達－膨張－再生燃焼エンジン３０で使用することができるため、図１～図３に示され、これは、これも本出願人が保有する特許ＷＯ２０１７／０４６４７９に記載されるような適応型支持体を有する二段作動膨張シリンダから構成され、温度の影響下で当該エンジン３０の膨張シリンダヘッドアセンブリ３５が自由に膨張することを可能にする点で本明細書で強化される。

また、図１～図３では、伝達－膨張－再生燃焼エンジン３０は、当該エンジン３０の強化として想定される、これも本出願人が保有する特許ＷＯ２０１８／１５４２１４に従って、再生冷却システムを受容することが確認される。

したがって、図１～図３では、冷却室４７およびガス流量空間４４の存在が注目され、これらの部材４７、４４は、特許ＷＯ２０１８／１５４２１４による再生冷却システムの特徴である。

図３は、本発明による、関節屈曲プレナム１を受容することを想定することができるような、伝達－膨張－再生燃焼エンジン３０の概略図である。

当該図３では、二段作動膨張ピストン３１が確認され、これは、上端が上部膨張シリンダヘッド３３によって閉じられ、一方、その下端が下部膨張シリンダヘッド３４によって閉じられている膨張シリンダ３２内で長手方向に並進して移動することができる。したがって、当該シリンダ３２は、当該シリンダヘッド３３、３４によって膨張シリンダヘッドアセンブリ３５を形成する。

図３では、伝達－膨張－再生燃焼エンジン３０は、作動ガス３７を圧縮する圧縮機３６を含むことに留意されたい。当該ガス３７は、再生熱交換器３８内で予熱された後、膨張シリンダ３２内で膨張され、次に熱源３９によって過熱されることを意図しており、この例では、本発明による関節屈曲プレナム１の動作を例示するために本明細書に開示される非限定的な例によれば、これ自体が既知のバーナである。

膨張時に、作動ガス３７は、変速機ケーシング４５に収容された動力出力シャフト４０に伝動される二段作動膨張ピストン３１の機械的作用をもたらす。

作動ガス３７は、熱源３９からバーナ出口管４６を介して連続して膨張シリンダ３２に搬送され、次いで、本発明による関節屈曲プレナム１のプレナム本体２によって形成された吸気管３を介して搬送されることが確認される。

図１～図３では、吸気弁１０を制御し、本出願人が保有する２０１７年１０月２日のフランス特許出願第１７５９２０６号に記載されている油圧再生弁アクチュエータ５１に他ならぬ吸気弁アクチュエータ５０が確認される。図３では、油圧閉鎖再生エンジン７０が、当該特許出願に記載されている。

特に図１および図２では、フランス特許出願第１７５９２０６号によって記載された油圧再生弁アクチュエータ５１の主な構成部品が見られる。これらの構成部品は、油圧アクチュエータ室５４を形成するアクチュエータジャックピストン５３を含むアクチュエータジャック５２を含む。当該油圧室５４への油圧流体の導入または当該室５４からの油圧流体の排出は、電磁弁アクチュエータ５６によって制御される管状油圧弁５５で、一実施形態のこの非限定的な例に従って行われる。

アクチュエータジャックピストン５３は、カムレバー旋回リンク５８を介して当該弁ステム１１に接続された弁上げカムレバー５７を介して吸気弁１０の弁ステム１１に作用することが確認される。

弁上げカムレバー５７は、吸気弁１０を持ち上げるか、または載置させるために反応するカムレバー転がり摺動板５９上に載置されている。

カムレバー配向アーチ６０は、弁ステム１１と平行な軸に沿って、弁上げカムレバー５７上でその配向を有利に保持することができることに留意されたい。

また、図１および図２では、吸気弁１０をその座部に戻す弁戻しジャック６１を示し、当該ジャック６１は、特に、弁戻しジャックピストン６２から構成されて、油圧弁戻しジャック室６３を形成する。

カムレバー転がり／摺動板５９の下には、遊び補正ジャック６４も確認され、これは、油圧再生弁アクチュエータ５１を形成する様々な構成要素の変形および膨張を補正して、それが受ける機械的および熱的応力に関係なく、油圧再生弁アクチュエータ５１に好適な動作を提供する。

本明細書では、膨張シリンダヘッドアセンブリ３５は、特許ＷＯ２０１８／１５４２１４による再生冷却システムによって想定される冷却室４７によって摂氏７００度の温度に維持されると仮定するが、一方で、作動ガス３７は、摂氏１，３００度の温度で熱源３９を出る。

また、有利には、当該再生冷却システムによって、膨張シリンダヘッドアセンブリ３５は、例えば、自動車、トラック、または船舶を対象としているかどうかにかかわらず、動力化に使用されることが知られている材料である鋳鉄で作製されていると仮定する。

また、本明細書では、本発明による関節屈曲プレナム１のバーナ出口管４６およびプレナム本体２は、炭化ケイ素で作製されており、動作温度は、熱源３９を出る作動ガス３７の温度、すなわち、本明細書で挙げる非限定的な例に従って摂氏１，３００度に等しいと仮定する。

吸気弁１０の部分は、本明細書では、吸気弁１０が係合する弁座部９に最も近い部分の場合は窒化ケイ素、および吸気弁アクチュエータ５０の内部に入り、弁上げカムレバー５７と係合する弁ステム１１の部分の場合は鋼で作製される。

窒化ケイ素で作製された吸気弁１０の部分は、本質的に摂氏１，３００度に近い温度まで動作中に加熱され、一方、鋼で作製された弁ステム１１の部分は、本質的に摂氏１００度に近い温度まで動作中に加熱されることに留意されたい。鋼で作製された弁ステム１１の部分は、窒化ケイ素で作製された当該ステム１１の部分上に縮小されて有利に取り付けられることが本明細書に明記され得る。

膨張シリンダヘッドアセンブリ３５がおおよそ摂氏７００度の動作温度の影響下で膨張し、プレナム本体２およびバーナ出口管４６が摂氏１，３００度程度の温度にさらされて膨張したとき、同じ関節屈曲プレナム１のシリンダヘッド側の截頭球形端部７からバーナ側の截頭球形端部５を分離する距離が増加することが理解される。

これは、図３に表されるように、各関節屈曲プレナム１に適用される。距離のこの増加、および上述の様々な膨張から、当該関節屈曲プレナム１の配向は、一方では、関節屈曲プレナム１が係合する上部拡張シリンダヘッド３３または下部拡張シリンダヘッド３４に対して、および他方では、関節屈曲プレナム１が密閉的に接続されるバーナ出口管４６に対して変化することが容易に推測される。

当該プレナム１の相対的な配向のこの変化は、バーナ側の截頭球形端部５に面するバーナ側の相補的な截頭球形面１４と第１の密閉ボールジョイントリンク１６を形成する、バーナ側の截頭球形端部５により、本発明による関節屈曲プレナム１によって可能にされる。当該変化は、第２の密閉ボールジョイントリンク１６を形成するシリンダヘッド側の截頭球形端部７と、シリンダヘッド側の相補的な截頭球形面１５も同じ向きにあることにより可能になる。

したがって、本発明による関節屈曲プレナム１は、上部膨張シリンダヘッド３３と下部膨張シリンダヘッド３４との間、および当該シリンダヘッド３３、３４と、これらが係合するプレナム本体２を介して接続されるバーナ出口管４６との間の距離の変化に自動的に適合する。

図３では、伝達－膨張－再生燃焼エンジン３０によって構成される４つの吸気弁アクチュエータ５０は、各々がプレナム本体２によって支持され、当該アクチュエータ５０は、これらが係合するアクチュエータオリフィス８に含まれるアクチュエータ軸受面１２を介して各々載置されることが確認される。

図１～図３では、熱分離スペーサ１３が、吸気弁アクチュエータ５０と、それを支持するプレナム本体２との間に有利に挿入されることが確認される。

熱分離スペーサ１３は、酸化ジルコニウムなどの低い熱伝導性材料で作製されたこの非限定的な例に従っており、一方、その下部は、吸気弁アクチュエータ５０を、プレナム本体２によって形成された吸気管３内で高温で循環する作動ガス３７によって放出される熱から保護する熱スペーサスクリーン２０を形成する。

図１および図２では、熱スペーサスクリーン２０によって形成された吸気弁アクチュエータ５０の熱保護に、おおよそ摂氏１００度の温度に維持された水とグリコールの混合物などの熱伝達流体が循環するアクチュエータ本体冷却回路６９に追加されることが確認される。

図１～図３では、拘束手段１７が示されており、これにより、一方では、係合するプレナム本体２に対して吸気弁アクチュエータ５０の密閉的な押圧を維持することが可能となり、他方では、当該端部５が係合するバーナ側の相補的な截頭球形面１４に対してシリンダヘッド側の截頭球形端部５の押圧を維持しながら、当該端部７が係合するシリンダヘッド側の相補的な截頭球形面１５に対してシリンダヘッド側の截頭球形端部７の押圧を維持することが可能となる。

図１～図３では、一方では、プレナム本体２に対して吸気弁アクチュエータ５０の押圧を維持し、他方では、シリンダヘッド側の相補的な截頭球形面１５に対してシリンダヘッド側の截頭球形端部７の押圧を維持する拘束手段１７は、本明細書で関節屈曲され、いくつかの介在部から構成される板当接部４２を介して、プレナム本体２の方向で吸気弁アクチュエータ５０に対して押圧荷重を印加するアクチュエータ拘束板４１の形態をとることが確認される。

図３では、２つのアクチュエータ拘束板４１は、タイロッド４３によって相互接続され、第１の当該板４１は、上部膨張シリンダヘッド３３と係合する第１の関節屈曲プレナム１に対して第１の吸気弁アクチュエータ５０の押圧を維持し、一方、第２の当該板４１は、下部膨張シリンダヘッド３４と係合する第２の関節屈曲プレナム１に対して第２の吸気弁アクチュエータ５０の押圧を維持することが確認される。

図１では、拘束手段１７はまた、プレナム入口オリフィス４の近くで、およびその方向で、本明細書ではボールジョイントリンクの形態をとる少なくとも１つのバイス軸受面６５を介して、プレナム本体２上で押圧するバーナ側のプレナム拘束バイス７１を含む。

有利には、バーナ側の同じプレナム拘束バイス７１は、同じ膨張シリンダヘッドアセンブリ３５に含まれる２つの関節屈曲プレナム１のバーナ側のそれぞれの截頭球形端部５を、これらが係合するバーナ側の相補的な截頭球形面１４に対して同時に押圧し、第１の関節屈曲プレナム１は上部拡張シリンダヘッド３３と係合し、一方、第２の関節屈曲プレナム１は下部拡張シリンダヘッド３４と係合する。

図１に例示されるように、係合する関節屈曲プレナム１上のバーナ側のプレナム拘束バイス７１によって印加される拘束荷重は、本明細書およびこの非限定的な例によれば、バイス荷重設定ナット７３によって調節可能であり、バイス荷重設定ナット７３は、当該バイス７１によって把持される様々な構成要素の膨張にかかわらず、係合する関節屈曲プレナム１上のバーナ側のプレナム拘束バイス７１によって印加される押圧荷重の小さな変化を確実にするプレナム拘束ばね７２を圧縮する。

膨張シリンダヘッドアセンブリ３５、関節屈曲プレナム１、および当該アセンブリ３５が係合するバーナ出口管４６が膨張するのと同じ方法で、吸気弁１０の熱分離スペーサ１３および窒化ケイ素で作製された端部は、すべての方向に膨張するか、または機械的および熱的応力の影響下で歪曲することもある。

さらに、上記の様々な構成要素３５、１、４６、１３、１０の製造公差は、伝達－膨張－再生燃焼エンジン３０の動作条件に従って、プレナム出口オリフィス６のレベルに提供された弁座部９の位置付けに対して、吸気弁アクチュエータ５０の位置付けが変化することを意味する。

そのためには、吸気弁１０が、依然として、本発明による関節屈曲プレナム１の動作を例示するために、本明細書に挙げられる非限定的な例に従って、プレナム本体２の内部に具現化されている弁座部９上に好適かつ密閉的に載置されていることを確実にする必要がある。

本発明による関節屈曲プレナム１は、弁座部９の位置に対する吸気弁アクチュエータ５０の相対的な位置が可変であり、弁座部９は、本明細書で円錐形として想定される座部側１８に相補的な截頭球形面を有することを想定し、当該表面１８は、吸気弁１０の端部に設けられた弁側１９の截頭球形軸受領域と係合し、その結果、吸気弁１０は、すべての場合で、係合する弁座部９との密閉性をもたらしながら、関節屈曲プレナム１に対して制限角度に従って配向することができる。

このため、吸気弁１０の弁ステム１１は、吸気弁アクチュエータ５０内に設けられた上部弁ステム誘導ボールジョイント６６と係合し、当該ステム１１は、当該ボールジョイント６６内のその長手方向軸に沿って並進して移動することができ、一方、当該ボールジョイント６６は、当該弁１０が、これを制御する吸気弁アクチュエータ５０に対して制限角度に従って配向されることを可能にする。

さらに、図１および図２では、弁ステム１１が、吸気弁アクチュエータ５０内に設けられた位置記憶弁ステムシール搬送体６７内の長手方向軸に沿って並進して移動することができることを示している。

位置記憶弁ステムシール搬送体６７は、弁ステム１１がその上に半径方向荷重を印加したときに、当該アクチュエータ５０に対して半径方向に移動することができる。図１および図２では、当該シール搬送体６７が、一方では、これ自体と弁ステム１１との間に密閉性を形成する弁ステムシール７４、および他方で、当該シール搬送体６７と吸気弁アクチュエータ５０との間に密閉性を形成するシール搬送体シール７５を含むことが確認される。

図１および図２では、位置記憶弁ステムシール搬送体６７は、本明細書では弾性ワッシャの積み重ねから構成される弁ステムシール搬送体ばね６８によって吸気弁アクチュエータ５０に対して押圧が維持されることが確認される。

当該ばね６８によって当該シール搬送体６７に印加される押圧荷重は、弁ステム１１がその上に十分な強度の半径方向荷重を付与するときに、吸気弁アクチュエータ５０が移動するのを防止することなく、吸気弁アクチュエータ５０に対して、当該シール搬送体６７を摩擦によって所定の位置に保つ傾向があることが確認される。

上述のすべての手段によって形成された吸気弁１０を再配向するための装置は、プレナム本体２が歪曲して膨張することを可能にし、吸気弁１０の窒化ケイ素で作製された端部が伸長することを可能にし、一方では、熱分離スペーサ１３と吸気弁アクチュエータ５０との間、他方では、当該スペーサ１３とアクチュエータオリフィス８との間で見出される遊びは、吸気弁１０と、係合する弁座部９とによって形成される密着性を一度も損なうことなく、補正されることを可能にする。

実際、膨張、変形、または遊びの補正により、開口後の吸気弁１０が、係合する弁座部９の軸に正確に位置しなくなる場合、当該弁１０の閉鎖において、弁側１９のその截頭球形軸受領域の一方の側のみが、この例では円錐形である弁座部９上に最初に当接する。

吸気弁１０はその閉鎖を継続し、弁座部９によって形成された円錐は、吸気弁１０が閉鎖されたときに、弁側１９の截頭球形軸受領域を当該弁座部９の中心に戻す。

こうすることにより、弁ステム１１は、位置記憶弁ステムシール搬送体６７に半径方向荷重を印加し、その結果、位置記憶弁ステムシール搬送体６７は、吸気弁アクチュエータ５０に対して半径方向に移動し、これは上部弁ステム誘導ボールジョイント６６によって許可される。

吸気弁１０の後続の開口において、位置記憶弁ステム６７上の弁ステムシール搬送体ばね６８によって印加された押圧荷重が吸気弁アクチュエータ５０に対して位置記憶弁ステム６７を制動するとき、当該シール搬送体６７は、当該弁１０の後続の閉鎖まで、当該アクチュエータ５０に対して吸気弁１０の配向を保持する。

したがって、吸気弁１０は、依然として、本発明による関節屈曲プレナム１の様々な構成部品、または伝達－膨張－再生燃焼エンジン３０が、当該エンジン３０の動作応力に従って、歪曲および／または自由に膨張することを防止することなく、係合する弁座部９の軸に段階的に維持される。

吸気弁１０を正しい配向に維持するこの戦略は、遊び補正ジャック６４によって行われる遊び補正と有利に組み合わされ、当該遊び補正は、本出願人が保有する、２０１７年１０月２日のフランス患者出願第１７５９２０６号に具体的に記載されていることにさらに留意されたい。

本発明による関節屈曲プレナム１の可能性は、上述の用途に限定されず、また、上記の説明は単に例として付与されたに過ぎず、これは決して、他の同等のものによって記載された実行の詳細を置き換える場合に依然として適用される当該発明の範囲を制限しないことをさらに理解されたい。

Claims (8)

1. 二段作動膨張ピストン（３１）が膨張シリンダ（３２）内を移動する伝達－膨張－再生燃焼エンジン（３０）用に想定された関節屈曲プレナム（１）であって、前記膨張シリンダ（３２）が、上部膨張シリンダヘッド（３３）および下部膨張シリンダヘッド（３４）と一緒になって膨張シリンダヘッドアセンブリ（３５）を形成し、前記エンジン（３０）が、作動ガス（３７）を圧縮してから前記作動ガス（３７）を再生熱交換器（３８）に排出する圧縮機（３６）を備え、前記ガス（３７）が予熱される一方、前記交換器（３８）を出ると、前記ガス（３７）が、前記膨張シリンダ（３２）内で膨張され、動力出力シャフト（４０）への作用をもたらすために、熱源（３９）によって過熱されてから、バーナ出口管（４６）、続いて吸気管（３）、および吸気弁アクチュエータ（５０）によって制御される吸気弁（１０）を介して、前記膨張シリンダ（３２）に導入され、前記ガス（３７）が、その後、その熱の一部を、前記再生熱交換器（３８）の内部で予熱される前記交換器（３８）に流入する前記作動ガス（３７）に伝達することによって前記再生熱交換器（３８）の内部で冷却されるために、前記膨張シリンダ（３２）から排出されてから、前記再生熱交換器（３８）に再導入され、前記プレナム（１）が、
   ・前記吸気管（３）を形成し、前記熱源（３９）と連通するプレナム入口オリフィス（４）、前記上部膨張シリンダヘッド（３３）または前記下部膨張シリンダヘッド（３４）のいずれかを介して前記膨張シリンダ（３２）に開口しているプレナム出口オリフィス（６）、および前記吸気弁アクチュエータ（５０）を受容するアクチュエータオリフィス（８）を含む、中空のプレナム本体（２）と、
   ・前記プレナム入口オリフィス（４）のレベルに提供されたバーナ側の截頭球形端部（５）であって、前記端部（５）が、前記バーナ出口管（４６）の外側に設けられた前記バーナ側の相補的な截頭球形面（１４）と密閉ボールジョイントリンク（１６）を形成する、バーナ側の截頭球形端部と、
   ・前記プレナム出口オリフィス（６）のレベルに提供されたシリンダヘッド側の截頭球形端部（７）であって、前記端部（７）が、前記上部膨張シリンダヘッド（３３）または前記下部膨張シリンダヘッド（３４）の外側に設けられた前記シリンダヘッド側の相補的な截頭球形面（１５）と密閉ボールジョイントリンク（１６）を形成する、シリンダヘッド側の截頭球形端部と、
   ・前記プレナム出口オリフィス（６）の近くに設けられた弁座部（９）であって、前記吸気弁（１０）が、前記オリフィス（６）を閉じるために前記座部（９）上に載置することができる、弁座部（９）と、
   ・拘束手段（１７）であって、一方では、前記バーナ側の前記相補的な截頭球形面（１４）に対して前記バーナ側の前記截頭球形端部（５）の押圧を維持し、他方では、前記シリンダヘッド側の前記相補的な截頭球形面（１５）に対して前記シリンダヘッド側の前記截頭球形端部（７）の押圧を維持する、拘束手段（１７）と、を備えることを特徴とする、関節屈曲プレナム（１）。
2. 前記弁座部（９）が、前記吸気弁（１０）の端部に設けられた前記弁側（１９）の截頭球形軸受領域と係合する弁側（１８）の相補的な截頭球形面を有し、前記表面（１８）および前記軸受領域（１９）が、これらが互いに接触しているときに密閉ボールジョイントリンク（１６）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の関節屈曲プレナム。
3. 前記吸気弁（１０）が、前記吸気弁アクチュエータ（５０）内に収容された上部弁ステム誘導ボールジョイント（６６）内で、またはこれとともに、その長手方向軸に沿って並進して移動することができる弁ステム（１１）を備え、前記ボールジョイント（６６）が、前記弁（１０）が前記アクチュエータ（５０）に対して制限角度に従って前記弁自体を配向することを可能にすることを特徴とする、請求項２に記載の関節屈曲プレナム。
4. 前記弁ステム（１１）が、前記吸気弁アクチュエータ（５０）内に収容された位置記憶弁ステムシール搬送体（６７）において、その長手方向軸に沿って並進して移動することができ、前記シール搬送体（６７）が、前記アクチュエータ（５０）に対して半径方向に移動することができ、前記シール搬送体（６７）と前記弁ステム（１１）との間に密閉性を形成する弁ステムシール（７４）を含み、一方、前記シール搬送体（６７）がまた、前記シール搬送体（６７）と前記吸気弁アクチュエータ（５０）との間に密閉性を形成するシール搬送体シール（７５）も含むことを特徴とする、請求項３に記載の関節屈曲プレナム。
5. 前記位置記憶弁ステムシール搬送体（６７）が、弁ステムシール搬送体ばね（６８）によって前記吸気弁アクチュエータ（５０）に対して押圧が維持されることを特徴とする、請求項４に記載の関節屈曲プレナム。
6. 前記プレナム本体（２）が、一方では、前記プレナム本体（２）と、他方では、前記吸気弁アクチュエータ（５０）との密閉性および中心性を作成する熱分離スペーサ（１３）を介して前記吸気弁アクチュエータ（５０）を受容することを特徴とする、請求項１に記載の関節屈曲プレナム。
7. 前記拘束手段（１７）が、少なくとも１つの板タイロッド（４３）によって、かつ、少なくとも１つの板当接部（４２）を介して前記吸気弁アクチュエータ（５０）に対して押圧が維持された少なくとも１つのアクチュエータ拘束板（４１）から構成されており、その結果、前記アクチュエータ（５０）が、次に、前記アクチュエータオリフィス（８）に含まれるアクチュエータ軸受面（１２）を介して前記プレナム本体（２）に対して押圧が維持され、かつ、前記バーナ側の前記截頭球形端部（５）が、前記バーナ側の前記相補的な截頭球形面（１４）に対して押圧が維持され、かつ／または前記シリンダヘッド側の前記截頭球形端部（７）が、前記シリンダヘッド側の前記相補的な截頭球形面（１５）に対して押圧が維持されることを特徴とする、請求項１に記載の関節屈曲プレナム。
8. 前記拘束手段（１７）が、前記プレナム入口オリフィス（４）の近くで、およびその方向で、少なくとも１つのバイス軸受面（６５）を介して、前記プレナム本体（２）上で直接的または間接的に押圧する、バーナ側の少なくとも１つのプレナム拘束バイス（７１）から構成されることを特徴とする、請求項１に記載の関節屈曲プレナム。

Images